枯木的功能多样性促进了真菌种类的丰富性,从而形成了物种多样的真菌群落

《Fungal Ecology》:Functional diversity of dead wood promotes species-rich communities of fungi

【字体: 时间:2025年11月25日 来源:Fungal Ecology 2.2

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  死木体积与功能多样性(丰富度、均匀度、分歧度、离散度)共同驱动挪威松林中多孔菌门和子囊菌门真菌的物种丰富度及群落结构,近自然林因体积更大、结构异质性更高,真菌多样性显著提升,且功能分歧度与离散度是关键预测因子。

  死木是针叶林生态系统中不可或缺的结构组成部分,为多种真菌和昆虫提供了重要的栖息地。特别是在北欧的斯堪的纳维亚地区,死木的存在不仅影响着森林的生态平衡,还对维持生物多样性发挥着关键作用。真菌,尤其是木栖真菌,与死木的数量和特征密切相关。然而,随着林业活动的增加,死木的总量和多样性往往受到严重影响,这反过来又会对依赖死木生存的物种产生不利影响。因此,研究死木的生态功能以及如何通过森林管理来维持其多样性具有重要的现实意义。

本研究通过对之前砍伐过的成熟森林与近自然森林的对比分析,探讨了死木不同功能多样性维度(包括丰富度、均匀度、差异性和分散性)与死木体积之间的关系,以及它们如何共同影响木栖真菌的种类丰富度和群落组成。研究发现,近自然森林中,死木的体积和多样性显著高于之前被砍伐的森林,这直接导致了真菌种类的增加。此外,通过结合死木体积和功能多样性指数,可以更准确地预测真菌的种类丰富度和群落结构,而非单独使用其中一个因素。这一发现强调了在森林管理中,同时考虑死木的数量和结构多样性的重要性。

研究采用了配对设计的方法,将之前砍伐过的森林与近自然森林进行对比,确保两组森林在地形、土壤条件和立地指数等方面具有相似性。这种设计有助于排除其他环境变量对结果的干扰,使研究结果更具针对性。研究区域覆盖了挪威东南部的24个针叶林区域,跨越了约200公里的纬度和160公里的经度,这些区域的平均年气温和年降水量在一定范围内变化。通过对这些区域的详细调查,研究人员记录了所有倒伏的死木及其特征,并对其中的木栖真菌种类进行了分类和统计。

研究过程中,使用了多种统计方法来分析死木的功能多样性。例如,通过“mFD”软件包计算了功能丰富度(FRic)、功能均匀度(FEve)、功能差异(FDiv)和功能分散(FDis)等指标。同时,为了评估不同死木特征对真菌种类丰富度的影响,研究人员还构建了一个结合死木体积和功能多样性指数的综合指标,即体积加权功能多样性(VWFD)。这一指标通过调整权重参数,使得研究能够更全面地反映死木对真菌群落的影响。通过比较不同权重下的模型拟合效果,研究人员发现,当权重参数为0.42时,体积加权功能差异(VWFDiv)和当权重参数为0.54时,体积加权功能均匀度(VWFEve)能够更有效地预测真菌的种类丰富度。

进一步的分析显示,真菌种类的丰富度与死木的体积、功能差异和功能分散之间存在显著的正相关关系。然而,功能均匀度单独作为预测因子时,其效果优于功能差异。这表明,在死木资源充足的情况下,功能均匀度能够更有效地促进不同真菌种类的共存,从而提高整体的生物多样性。此外,通过非度量多维尺度分析(gNMDS),研究人员发现,真菌群落的结构与死木的体积和功能多样性密切相关,尤其是体积加权功能差异和功能均匀度。这些结果进一步支持了研究的假设,即死木的体积和功能多样性共同作用,对真菌群落的组成和丰富度具有重要影响。

在讨论部分,研究人员指出,尽管死木的体积和功能多样性之间存在一定的相关性,但将两者结合分析能够更准确地预测真菌的种类丰富度和群落结构。这一发现挑战了以往认为两者之间难以区分的观点,强调了在生态研究中同时考虑数量和多样性的重要性。此外,研究还发现,近自然森林中的死木特征更加多样化,这为真菌提供了更多的生态位和资源,从而支持了更高的生物多样性。相比之下,之前被砍伐的森林由于死木的种类和数量较少,导致真菌种类的丰富度较低,且较少发现受威胁的真菌物种。

研究结果对森林管理和生态保护具有重要的指导意义。首先,它表明在森林管理过程中,不仅要关注死木的体积,还要重视其结构多样性。这意味着,森林管理者应采取措施,确保在砍伐过程中留下足够的死木,并创造不同种类和大小的死木,以满足多种真菌的生存需求。其次,研究强调了近自然森林在维持生物多样性方面的优势,因此,未来的森林管理应更多地借鉴自然森林的模式,减少人为干扰,促进自然过程的恢复和延续。

在结论部分,研究人员总结了本研究的主要发现,并提出了具体的建议。他们指出,死木的体积和多样性对木栖真菌的种类丰富度和群落组成具有显著影响。因此,森林管理政策应优先考虑维持和增强死木的总量和结构多样性。此外,他们建议,林业实践应更加注重死木的生态功能,通过合理规划和管理,确保森林生态系统能够支持更多的生物种类,特别是那些受威胁的真菌物种。

总体而言,本研究通过系统的调查和分析,揭示了死木在维持真菌多样性中的重要作用。研究结果不仅为森林管理提供了科学依据,也为保护生物多样性提供了新的视角和方法。未来的研究可以进一步探索不同森林类型和管理方式对死木功能多样性的影响,以及如何通过具体的管理措施来提升死木的生态价值。同时,还可以结合其他生态因素,如气候条件和土壤类型,来更全面地理解死木在森林生态系统中的角色。这些研究不仅有助于提高森林生态系统的健康和稳定,也为实现可持续的林业发展提供了重要的参考。
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